JP2003274585A - Concentrated coil dc motor - Google Patents

Concentrated coil dc motor

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JP2003274585A
JP2003274585A JP2002074786A JP2002074786A JP2003274585A JP 2003274585 A JP2003274585 A JP 2003274585A JP 2002074786 A JP2002074786 A JP 2002074786A JP 2002074786 A JP2002074786 A JP 2002074786A JP 2003274585 A JP2003274585 A JP 2003274585A
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JP
Japan
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rotor
motor
core
stator
magnetic
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Application number
JP2002074786A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Arai
Keishiro Igarashi
Masaaki Takezawa
Toshito Yanashima
恵司郎 五十嵐
和彦 新井
正昭 竹澤
俊人 簗島
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
三洋電機株式会社
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a concentrated coil DC motor, wherein the adverse effects of the magnetic flux from the stator are eliminated, and further, problems associated with the reduction in rotor inertia are solved. <P>SOLUTION: The concentrated coil DC motor 1 comprises the stator 3 on which coils are wound by concentrated winding, and a rotor 2 with magnets built therein which is rotated in the stator 3. Magnetic flux shield holes 21 are formed in a core portion 9 between the magnetic poles 19 of the rotor 2. Further, the maximum thickness of the core portion 9 between the magnetic flux shielding holes 21, and the circumferential surface of the rotor 2 is controlled to 3% or higher of the diameter of the rotor 2. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、集中巻方式にてコ
イルが巻装されたステータと磁石内蔵のロータから成る
集中巻式DCモータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a concentrated winding DC motor including a stator having a coil wound in a concentrated winding system and a rotor having a built-in magnet.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より空調機や冷却機器の冷媒回路を
構成するコンプレッサにおいては、小型化とエネルギー
効率の向上が求められており、そのため、コンプレッサ
に使用するモータも小型・高出力のものが開発されてき
ている。この場合、従来一般なコンプレッサのモータは
分布巻方式のブラシレスDCモータが用いられていた
が、近年では製造工程の簡素化と小型化及び効率向上を
達成できる集中巻方式のブラシレスDCモータが提案さ
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a compressor that constitutes a refrigerant circuit of an air conditioner or a cooling device is required to be downsized and energy efficiency is improved. Therefore, a motor used for the compressor is also small and has high output. Has been developed. In this case, a distributed winding type brushless DC motor has been conventionally used as a general compressor motor, but in recent years, a concentrated winding type brushless DC motor has been proposed which can achieve simplification of the manufacturing process, downsizing, and efficiency improvement. ing.
【0003】即ち、従来の集中巻方式のブラシレスDC
モータはステータとロータにより構成されており、ステ
ータは電磁鋼板(珪素鋼板)を積層したコア部とコイル
から構成される。コア部には歯部が設けられており、歯
部は所定の幅を有してその両脇にはロータの面に沿って
歯部先端部が設けられている。この歯部にスロット部の
空間を利用してコイルを直接巻回し、集中直巻方式によ
ってステータの磁極を形成している。
That is, a conventional concentrated winding type brushless DC
The motor is composed of a stator and a rotor, and the stator is composed of a core portion in which electromagnetic steel plates (silicon steel plates) are laminated and a coil. The core portion is provided with a tooth portion, the tooth portion has a predetermined width, and the tooth tip ends are provided on both sides of the tooth portion along the surface of the rotor. The coil is directly wound around the tooth portion using the space of the slot portion, and the magnetic pole of the stator is formed by the concentrated direct winding method.
【0004】一方、ロータは図7に示す如き形状を呈し
ていた。即ち、ロータ101も電磁鋼板(珪素鋼板)を
積層してコア部102が形成されている。このコア部1
02の外周部には切欠103が四カ所形成されており、
これら切欠103・・・間に突極形状の磁極104・・
・を四カ所形成し、各磁極104・・・にはスロット1
06が形成されて各スロット106内に永久磁石107
が埋め込まれている。
On the other hand, the rotor had a shape as shown in FIG. That is, the rotor 101 also has the core portion 102 formed by laminating electromagnetic steel plates (silicon steel plates). This core part 1
Four cutouts 103 are formed on the outer periphery of 02.
Between these notches 103 ... Salient pole-shaped magnetic poles 104 ...
・ 4 places are formed, and each magnetic pole 104 has a slot 1
No. 06 is formed, and the permanent magnet 107 is formed in each slot 106.
Is embedded.
【0005】尚、永久磁石107としては通常のフェラ
イト系の磁石でもよいが、モータの小型化のためにはB
H積の大きい磁石、即ち、ネオジュウム、鉄、ボロンか
らなるネオジ磁石、又は、サマリウムコバルト系磁石な
どの、所謂希土類磁石等が用いられる。
The permanent magnet 107 may be an ordinary ferrite magnet, but in order to downsize the motor, B is used.
A magnet having a large H product, that is, a so-called rare earth magnet such as a neodymium magnet made of neodymium, iron, or boron, or a samarium cobalt magnet is used.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ここで、図8の如く上
述の切欠(図7)を形成しない場合には、ステータから
の磁束の回り込みによって騒音が大きくなる。また、ロ
ータの磁極間で磁気短絡が生じてモータ特定が低下す
る。そこで、図6では磁極間に切欠を形成してステータ
からの磁束を遮蔽するギャップとしているものである
が、この切欠の分コア部の重量が減少するため、ロータ
のイナーシャ(慣性)が小さくなる。
Here, when the above-mentioned notch (FIG. 7) is not formed as shown in FIG. 8, noise increases due to the magnetic flux flowing from the stator. In addition, a magnetic short circuit occurs between the magnetic poles of the rotor, which lowers the motor identification. Therefore, in FIG. 6, a notch is formed between the magnetic poles to form a gap for shielding the magnetic flux from the stator. However, since the weight of the core portion is reduced by the amount of the notch, the inertia (inertia) of the rotor is reduced. .
【0007】一方、単シリンダのロータリコンプレッサ
やレシプロコンプレッサなどのコンプレッサで集中巻式
DCモータを使用した場合、トルク変動の大きさが問題
となるが、図7の如くロータのコア部に切欠を形成して
イナーシャが小さくなると、コンプレッサの圧縮部にお
ける回転ムラを抑制できなくなって振動が増大してしま
う問題があった。
On the other hand, when a concentrated-winding DC motor is used in a compressor such as a single-cylinder rotary compressor or reciprocating compressor, the magnitude of torque fluctuation becomes a problem, but a notch is formed in the rotor core as shown in FIG. Then, when the inertia becomes small, there is a problem that it is not possible to suppress the rotation unevenness in the compression portion of the compressor and the vibration increases.
【0008】また、係る切欠を形成せず、図9の如くス
ロット106及び永久磁石107を拡大して磁石間隔を
狭めた場合には、今度は磁石使用量に対して磁束が有効
に利用できなくなる問題があった。
Further, when the slot 106 and the permanent magnet 107 are enlarged and the magnet interval is narrowed as shown in FIG. 9 without forming such a notch, the magnetic flux cannot be effectively utilized with respect to the amount of magnet used this time. There was a problem.
【0009】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、ステータからの磁束の悪
影響を排除しつつ、ロータイナーシャの縮小に伴う問題
を解決した集中巻式DCモータを提供することを目的と
する。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional technical problems, and eliminates the adverse effect of magnetic flux from the stator while solving the problems associated with the reduction of the rotor inertia. The purpose is to provide a motor.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、コ
イルが集中巻方式にて巻装されるステータと、このステ
ータ内で回転する磁石内蔵のロータとから成る集中巻式
DCモータにおいて、ロータの磁極間におけるコア部に
磁束遮蔽孔を形成すると共に、当該磁束遮蔽孔とロータ
外周間のコア部厚みの最大値を、ロータ径の3%以上と
したので、磁束遮蔽孔でステータからの磁束の回り込み
による悪影響を解消、若しくは、抑制しながら、従来の
如く切欠を形成する場合に比してロータイナーシャの増
大を図ることが可能となる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a concentrated winding DC motor comprising a stator having a coil wound in a concentrated winding system and a rotor having a built-in magnet rotating in the stator. A magnetic flux shielding hole is formed in the core portion between the magnetic poles of the rotor, and the maximum value of the core portion thickness between the magnetic flux shielding hole and the outer circumference of the rotor is set to 3% or more of the rotor diameter. While eliminating or suppressing the adverse effect due to the wraparound of the magnetic flux, it is possible to increase the rotor inertia as compared with the case where the notch is formed as in the conventional case.
【0011】これにより、トルク変動の大きい負荷に対
しても回転の円滑化を図り、振動・騒音の減少を実現す
ることができるようになるものである。
As a result, the rotation can be smoothed even with a load having a large torque fluctuation, and the vibration and noise can be reduced.
【0012】請求項2の発明では、上記に加えて磁束遮
蔽孔とロータ外周間のコア部厚みの最小値を、0.35
mm以下としたので、ロータの磁極間の磁気短絡を極力
低減することができるようになる。これにより、モータ
の特性低下を防止することができるようになると共に、
異常なロータ起磁力分布も防止できるので、ロータ位置
検出信号も安定して得られるようになるものである。
According to the invention of claim 2, in addition to the above, the minimum value of the core thickness between the magnetic flux shielding hole and the outer circumference of the rotor is 0.35.
Since it is less than or equal to mm, the magnetic short circuit between the magnetic poles of the rotor can be reduced as much as possible. This makes it possible to prevent deterioration of the motor characteristics, and
Since the abnormal rotor magnetomotive force distribution can be prevented, the rotor position detection signal can be stably obtained.
【0013】請求項3の発明では、上記各発明に加えて
磁束遮蔽孔とロータ外周間のコア部に、当該ロータの半
径方向に延在する磁気短絡防止溝を形成したので、この
磁気短絡防止溝によりステータの磁束の磁気短絡による
モータ特定の低下も防止することができるようになるも
のである。
According to the invention of claim 3, in addition to the above-mentioned inventions, a magnetic short-circuit prevention groove extending in the radial direction of the rotor is formed in the core portion between the magnetic flux shielding hole and the outer circumference of the rotor. The groove makes it possible to prevent the deterioration of the specific motor due to the magnetic short circuit of the magnetic flux of the stator.
【0014】請求項4の発明では、コイルが集中巻方式
にて巻装されるステータと、このステータ内で回転する
磁石内蔵のロータとから成る集中巻式DCモータにおい
て、ロータの磁極間におけるコア部に外周側へ突出した
突出部を形成すると共に、当該突出部におけるロータ径
を磁極におけるロータ径よりも小さくして、突出部にお
けるステータ間のギャップ寸法を磁極におけるギャップ
寸法の二倍以上としたので、突出部におけるステータ間
のギャップによりステータからの磁束が通り難くして回
り込みによる悪影響を解消、若しくは、抑制しながら、
突出部の存在により従来の如く切欠を形成する場合に比
してロータイナーシャの増大を図ることが可能となる。
According to another aspect of the present invention, in a concentrated winding DC motor including a stator having a coil wound in a concentrated winding system and a rotor with a built-in magnet rotating in the stator, a core between magnetic poles of the rotor is provided. A protrusion protruding toward the outer peripheral side is formed in the portion, and the rotor diameter in the protrusion is smaller than the rotor diameter in the magnetic pole so that the gap size between the stators in the protrusion is more than twice the gap size in the magnetic pole. Therefore, the gap between the stators in the protruding portions makes it difficult for the magnetic flux from the stator to pass through, and eliminates or suppresses the adverse effect due to wraparound,
Due to the presence of the protruding portion, it is possible to increase the rotor inertia as compared with the case where the notch is formed as in the conventional case.
【0015】これにより、前述同様トルク変動の大きい
負荷に対しても回転の円滑化を図り、振動・騒音の減少
を実現することができるようになる。また、磁石の外周
部のブリッジを無くしてロータ磁極間の磁気短絡を防
止、若しくは、抑制できるので、モータの特性低下を防
止することができるようになると共に、異常なロータ起
磁力分布も防止できるので、ロータ位置検出信号も安定
して得られるようになるものである。
As a result, similar to the above, it becomes possible to achieve smooth rotation even for a load with large torque fluctuations and to reduce vibration and noise. Further, since the magnetic short circuit between the rotor magnetic poles can be prevented or suppressed by eliminating the bridge on the outer peripheral portion of the magnet, it is possible to prevent the deterioration of the motor characteristics and also prevent the abnormal rotor magnetomotive force distribution. Therefore, the rotor position detection signal can be stably obtained.
【0016】請求項5の発明では、上記各発明に加えて
ロータの回転方向に位置する部分の磁極外周部にカット
部を形成したので、高回転時における鉄損を低減して効
率の改善を図ることができるようになるものである。
According to the invention of claim 5, in addition to the above-mentioned inventions, since the cut portion is formed on the magnetic pole outer peripheral portion of the portion located in the rotational direction of the rotor, the iron loss at high rotation is reduced and the efficiency is improved. It will be possible to plan.
【0017】請求項6の発明では、上記各発明に加えて
ロータの磁極角度を55度以上70度以下としたので、
磁石の磁束を有効に利用してトルクの向上とトルク変動
の改善を図ることができるようになるものである。
According to the invention of claim 6, in addition to the above inventions, the magnetic pole angle of the rotor is set to 55 degrees or more and 70 degrees or less.
The magnetic flux of the magnet can be effectively used to improve the torque and the torque fluctuation.
【0018】請求項7の発明では、上記各発明に加えて
ステータの歯部部分を除く開口部までの内径側歯部にカ
ット部を形成したので、高周波成分を少なくしてトルク
波形を滑らかとし、トルクの変動を低減させてモータ回
転時の振動を低減することができるようになるものであ
る。
According to the invention of claim 7, in addition to each of the above inventions, since the cut portion is formed in the inner diameter side tooth portion up to the opening except the tooth portion of the stator, the high frequency component is reduced and the torque waveform is smoothed. Thus, it is possible to reduce the fluctuation of the torque and reduce the vibration when the motor rotates.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図1は本発明を適用した実施
例の集中巻式ブラシレスDCモータ1の平面図(コイル
を除く)、図2は図1のA−O−A断面図である。実施
例のモータ1は、例えば空調機や冷却装置の冷媒回路を
構成する単シリンダのロータリコンプレッサ或いはレシ
プロコンプレッサの駆動モータとして使用される集中巻
方式のブラシレスDCモータであり、ステータ3とこの
ステータ3内で回転するロータ2とから構成される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view (excluding coils) of a concentrated winding brushless DC motor 1 of an embodiment to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. The motor 1 of the embodiment is, for example, a concentrated winding type brushless DC motor used as a drive motor of a single-cylinder rotary compressor or reciprocating compressor that constitutes a refrigerant circuit of an air conditioner or a cooling device, and includes a stator 3 and this stator 3. And a rotor 2 that rotates inside.
【0020】ステータ3は、電磁鋼板(珪素鋼板)を積
層して構成されたコア部4とこのコア部4に巻装された
図示しないステータコイルとから構成される。コア部4
には所定の幅を有した歯部6が設けられており、この歯
部6の先端は両脇に延長されてロータ2の面に沿った歯
部先端部7が形成されている。そして、この歯部6にス
ロット部8の空間を利用してステータコイル(図示せ
ず)を直接巻回し、集中直巻方式によってステータ3の
磁極を形成している。
The stator 3 is composed of a core portion 4 formed by laminating electromagnetic steel sheets (silicon steel sheets) and a stator coil (not shown) wound around the core portion 4. Core part 4
Is provided with a tooth portion 6 having a predetermined width, and the tip of this tooth portion 6 is extended to both sides to form a tooth portion tip portion 7 along the surface of the rotor 2. Then, a stator coil (not shown) is directly wound around the tooth portion 6 using the space of the slot portion 8 to form the magnetic pole of the stator 3 by the concentrated series winding method.
【0021】この歯部先端部7は、図1に示されるよう
に、その一部P1、P2がカットされて除去されている
(図ではP1、P2を一カ所ずつ示すが全ての歯部先端
部7が同様にカットされている)。カット部分はロータ
2の回転が向かう方向の歯部先端部7のみ、例えばP1
の片側で十分であるが、モータの組立時にステータ3の
どちらの方向からもロータ2を挿入できるように、歯部
先端部7の他方P2もカットする。このように、両側の
歯部先端部7をカットしてもモータのトルク特性に与え
る影響は無視できる程度である。
As shown in FIG. 1, a part P1 and P2 of the tooth tip portion 7 is cut and removed (in the figure, P1 and P2 are shown one by one, but all tooth tip portions 7 are shown). Part 7 is similarly cut). The cut portion is only the tooth tip 7 in the direction in which the rotor 2 rotates, for example, P1.
Although one side is sufficient, the other end P2 of the tooth tip portion 7 is also cut so that the rotor 2 can be inserted from either direction of the stator 3 when the motor is assembled. In this way, even if the tooth tip portions 7 on both sides are cut, the influence on the torque characteristics of the motor is negligible.
【0022】係る構成により、ロータ2の外周面に沿っ
てロータ2との距離が一様に等間隔とはならなくなるの
で、歯部先端部7の所ではロータ2との距離がカットし
た分だけ大きくなることにより、カットした部分での磁
気抵抗が大きくなり、ロータ2の回転が向かう方向の歯
部先端部7に磁束の集中が生じることなく平均化され
る。
With this configuration, the distance from the rotor 2 does not become evenly spaced along the outer peripheral surface of the rotor 2, so that the distance from the rotor 2 is cut off at the tooth tip portion 7. By increasing the magnetic resistance, the magnetic resistance in the cut portion increases, and the magnetic flux is averaged without concentration at the tooth tip 7 in the direction in which the rotor 2 rotates.
【0023】このカットがない場合には、モータ1のロ
ータ2のコア部9(後述)の中心側に働く力のピーク値
が大きくなり、力の変化の幅も大きくなって時間的な変
動率が増加し、モータの振動の要因となる。これに対し
て、本発明のようにカットがある場合は、ピーク値が大
きくならず比較的なだらかな曲線となるので、力の変化
の幅も小さくなり時間的な変動率も少なくなるために、
モータ1の振動を抑制できる。
Without this cut, the peak value of the force acting on the center side of the core portion 9 (described later) of the rotor 2 of the motor 1 becomes large, the width of the change in the force also becomes large, and the temporal fluctuation rate becomes large. Increases, which causes vibration of the motor. On the other hand, when there is a cut as in the present invention, since the peak value does not become large and becomes a comparatively gentle curve, the width of change in force is small and the temporal fluctuation rate is also small.
Vibration of the motor 1 can be suppressed.
【0024】その結果、モータ1のロータ回転角とトル
クの関係は、高調波成分を少なくして滑らかな波形とな
り、トルクの変動を低減でき、モータ1の回転時の振動
を低減できるようになる。
As a result, the relationship between the rotor rotation angle and the torque of the motor 1 becomes a smooth waveform with less harmonic components, the fluctuation of the torque can be reduced, and the vibration during the rotation of the motor 1 can be reduced. .
【0025】一方、ロータ2は同様の電磁鋼板(珪素鋼
板)を積層して構成されたコア部9と、このコア部9に
形成されたスロット11・・・内に埋め込まれた永久磁
石12・・・と、非磁性体から成る端面板13、14
と、バランスウエイト16とオイル分離板17から構成
され、これらがリベット18にて一体化されて構成され
ている(図2)。
On the other hand, the rotor 2 has a core portion 9 formed by laminating similar electromagnetic steel sheets (silicon steel sheets) and permanent magnets 12 embedded in slots 11 formed in the core portion 9. ..And end plates 13 and 14 made of non-magnetic material
The balance weight 16 and the oil separating plate 17 are integrated by a rivet 18 (FIG. 2).
【0026】図3は係るロータ2の端面板13、14、
バランスウエイト16及びオイル分離板17を除いた平
面図を示している。前記スロット11・・・はロータ2
のコア部9の周辺部に4カ所形成されており、各スロッ
ト11・・・に永久磁石12がそれぞれ挿入されて埋設
され、これにより磁極19・・・が四カ所形成されてい
る。
FIG. 3 shows the end plates 13 and 14 of the rotor 2.
The plan view is shown with the balance weight 16 and the oil separating plate 17 removed. The slot 11 ... is the rotor 2
4 are formed in the peripheral portion of the core portion 9, and the permanent magnets 12 are inserted and embedded in the respective slots 11 ..., By this, magnetic poles 19 ... Are formed in 4 places.
【0027】この場合、各磁極19の角度は55度以上
70度以下とされている。ここで磁極の角度が大きすぎ
ると、永久磁石12の磁束を有効に利用できなくなり、
トルクの低下を引き起こすと共に、トルク変動も大きく
なるが、磁極角度を55度以上70度以下とすること
で、永久磁石12の磁束を有効に利用してトルクの向上
とトルク変動の改善を図ることができるようになる。
In this case, the angle of each magnetic pole 19 is 55 degrees or more and 70 degrees or less. If the angle of the magnetic pole is too large, the magnetic flux of the permanent magnet 12 cannot be used effectively,
Although the torque is decreased and the torque fluctuation is increased, the magnetic flux angle of 55 degrees or more and 70 degrees or less is used to effectively use the magnetic flux of the permanent magnet 12 to improve the torque and the torque fluctuation. Will be able to.
【0028】尚、永久磁石12としては通常のフェライ
ト系の磁石でもよいが、モータの小型化のためにはBH
積の大きい磁石、即ち、ネオジュウム、鉄、ボロンから
なるネオジ磁石、又は、サマリウムコバルト系磁石など
の、所謂希土類磁石等が用いられる。
The permanent magnet 12 may be an ordinary ferrite magnet, but in order to downsize the motor, BH is used.
A so-called rare earth magnet such as a magnet having a large product, that is, a neodymium magnet made of neodymium, iron, or boron, or a samarium cobalt magnet is used.
【0029】また、各磁極19、19の間のコア部9に
は磁束遮蔽孔21がそれぞれ(合計4カ所)形成されて
いる。この磁束遮蔽孔21は両側の永久磁石12、12
側においてロータ2の外周面及びスロット11に近接
し、中央部分はロータ2の内方に位置する形状を呈して
いる。即ち、磁束遮蔽孔21とロータ2の外周面間のコ
ア部9の厚みは、中央部において最大値となり、この部
分(図3のP3)のコア部9の厚みはロータ2の直径の
3%以上とされている。また、磁束遮蔽孔21とロータ
2の外周面間のコア部9の厚みは、両側において最小値
となり、この部分(図3のP4)のコア部9の厚みは
0.35mm以下とされている。
Further, magnetic flux shielding holes 21 are respectively formed (four places in total) in the core portion 9 between the magnetic poles 19, 19. This magnetic flux shielding hole 21 is provided with permanent magnets 12, 12 on both sides.
The side is close to the outer peripheral surface of the rotor 2 and the slot 11, and the central portion has a shape located inside the rotor 2. That is, the thickness of the core portion 9 between the magnetic flux shielding hole 21 and the outer peripheral surface of the rotor 2 has the maximum value in the central portion, and the thickness of the core portion 9 in this portion (P3 in FIG. 3) is 3% of the diameter of the rotor 2. That is all. Further, the thickness of the core portion 9 between the magnetic flux shielding hole 21 and the outer peripheral surface of the rotor 2 has a minimum value on both sides, and the thickness of the core portion 9 in this portion (P4 in FIG. 3) is set to 0.35 mm or less. .
【0030】このように、ロータ2の磁極19、19間
におけるコア部9に磁束遮蔽孔21を形成すると共に、
当該磁束遮蔽孔21とロータ2の外周面間のコア部9の
厚みの最大値を、ロータ2の直径の3%以上としたこと
により、磁束遮蔽孔21がギャップとなってステータ3
からの磁束が回り込み難くなる。これにより、磁束の回
り込みによる悪影響を解消、若しくは、抑制しながら、
従来の如く切欠を形成する場合に比して、磁束遮蔽孔2
1とロータ2の外周面間のコア部9の重量の分、ロータ
2のイナーシャの増大を図ることが可能となる。
Thus, the magnetic flux shielding hole 21 is formed in the core portion 9 between the magnetic poles 19 of the rotor 2 and
By setting the maximum value of the thickness of the core portion 9 between the magnetic flux shielding hole 21 and the outer peripheral surface of the rotor 2 to 3% or more of the diameter of the rotor 2, the magnetic flux shielding hole 21 serves as a gap.
It is difficult for the magnetic flux from to wrap around. This eliminates or suppresses the adverse effects of magnetic flux wraparound,
Compared with the conventional case where a notch is formed, the magnetic flux shielding hole 2
It is possible to increase the inertia of the rotor 2 by the weight of the core portion 9 between the outer peripheral surface of the rotor 1 and the outer peripheral surface of the rotor 2.
【0031】従って、単シリンダのロータリコンプレッ
サやレシプロコンプレッサのような圧縮部におけるトル
ク変動の大きいコンプレッサに使用される場合にも、回
転の円滑化を図り、振動・騒音の減少を実現することが
できるようになる。
Therefore, even when the compressor is used in a compressor such as a single-cylinder rotary compressor or a reciprocating compressor, which has a large torque fluctuation, it is possible to realize smooth rotation and reduce vibration and noise. Like
【0032】また、磁束遮蔽孔21とロータ2の外周面
間のコア部9の厚みの最小値を、0.35mm以下とし
ているので、ロータ2の磁極19、19間の磁気短絡を
極力低減することができるようになる。これにより、モ
ータ1の特性低下を防止することができるようになると
共に、異常なロータ起磁力分布も防止できるので、ロー
タ位置検出信号も安定して得られるようになる。
Further, since the minimum thickness of the core portion 9 between the magnetic flux shielding hole 21 and the outer peripheral surface of the rotor 2 is 0.35 mm or less, the magnetic short circuit between the magnetic poles 19 of the rotor 2 is reduced as much as possible. Will be able to. This makes it possible to prevent the characteristics of the motor 1 from deteriorating and also prevent abnormal rotor magnetomotive force distribution, so that the rotor position detection signal can be stably obtained.
【0033】次に、図4は本発明におけるモータ1のロ
ータ2の他の実施例の平面図を示している。この場合
は、図3のロータ2の回転方向に位置する部分の磁極1
9・・・の外周部には円弧状若しくは直線状のカット部
26がそれぞれ形成されている。
Next, FIG. 4 shows a plan view of another embodiment of the rotor 2 of the motor 1 according to the present invention. In this case, the magnetic pole 1 of the portion located in the rotation direction of the rotor 2 in FIG.
Arc-shaped or linear cut portions 26 are formed on the outer peripheral portions of 9 ...
【0034】このように、ロータ2の回転方向に位置す
る部分の磁極19・・・の外周部にカット部26を形成
することにより、モータ1の高回転時における鉄損を低
減して効率の改善を図ることができるようになる。
As described above, by forming the cut portion 26 on the outer peripheral portion of the magnetic poles 19 ... In the portion located in the rotational direction of the rotor 2, the iron loss during high rotation of the motor 1 is reduced and the efficiency is improved. You will be able to improve.
【0035】次に、図5は本発明におけるモータ1のロ
ータ2のもう一つの他の実施例の平面図を示している。
この場合は、図3のロータ2の各磁束遮蔽孔21・・・
とロータ2の外周面間のコア部9に、ロータ2の半径方
向に延在する磁気短絡防止溝27がそれぞれ形成されて
いる。
Next, FIG. 5 shows a plan view of another embodiment of the rotor 2 of the motor 1 according to the present invention.
In this case, the magnetic flux shielding holes 21 ...
In the core portion 9 between the outer peripheral surface of the rotor 2 and the outer peripheral surface of the rotor 2, magnetic short circuit prevention grooves 27 extending in the radial direction of the rotor 2 are formed.
【0036】このように、磁束遮蔽孔21とロータ2の
外周面間のコア部9に、ロータ2の半径方向に延在する
磁気短絡防止溝27を形成することにより、ステータ3
の磁束の磁気短絡によるモータ特定の低下も防止するこ
とができるようになる。
Thus, by forming the magnetic short circuit prevention groove 27 extending in the radial direction of the rotor 2 in the core portion 9 between the magnetic flux shielding hole 21 and the outer peripheral surface of the rotor 2, the stator 3 is formed.
It is also possible to prevent a specific drop in the motor due to the magnetic short circuit of the magnetic flux.
【0037】次に、図6はもう一つの本発明のモータ1
のロータ2の平面図を示している。この場合も、ロータ
2は同様の電磁鋼板(珪素鋼板)を積層して構成された
コア部9と、このコア部9に形成されたスロット11・
・・内に埋め込まれた永久磁石12・・・と、非磁性体
から成る端面板13、14と、バランスウエイト16と
オイル分離板17から構成され、これらがリベット18
にて一体化されて構成されているものとする。
Next, FIG. 6 shows another motor 1 of the present invention.
2 shows a plan view of the rotor 2 of FIG. Also in this case, the rotor 2 has a core portion 9 formed by laminating similar electromagnetic steel sheets (silicon steel sheets), and a slot 11 formed in the core portion 9.
..... Permanent magnets 12 embedded in ..., End face plates 13 and 14 made of a non-magnetic material, balance weights 16 and oil separating plates 17, which are rivets 18
It is assumed that they are integrated and configured.
【0038】そして、同様に図6は係るロータ2の端面
板13、14、バランスウエイト16及びオイル分離板
17を除いた平面図を示す。スロット11・・・は同様
にロータ2のコア部9の周辺部に4カ所形成されてお
り、各スロット11・・・に永久磁石12がそれぞれ挿
入されて埋設され、これにより磁極19・・・が四カ所
形成されている。
Similarly, FIG. 6 is a plan view of the rotor 2 excluding the end plates 13 and 14, the balance weight 16 and the oil separating plate 17. Similarly, the slots 11 ... Are formed at four locations around the core portion 9 of the rotor 2, and the permanent magnets 12 are inserted and buried in the respective slots 11 ..., whereby the magnetic poles 19 ... Are formed in four places.
【0039】この場合も、各磁極19の角度は55度以
上70度以下とされていると共に、永久磁石12も同様
のものが埋設されている。そして、この場合は各磁極1
9、19間のコア部9に突出部31がそれぞれ(合計4
カ所)形成されている。この突出部31は、その両側の
永久磁石12、12側におけるコア部9を外周面から内
方に切り込むことでそれぞれ形成されている。
Also in this case, the angle of each magnetic pole 19 is set to 55 degrees or more and 70 degrees or less, and the permanent magnet 12 is also embedded. And in this case, each magnetic pole 1
The protrusions 31 are respectively provided on the core portion 9 between 9 and 19 (total of 4
Are formed). The protrusions 31 are formed by cutting the core portions 9 on both sides of the permanent magnets 12, 12 inward from the outer peripheral surface.
【0040】また、突出部31・・・におけるロータ2
の直径は、磁極19におけるロータ2の直径よりも小さ
くされ、半径は図6の如くTだけ縮小されている。これ
により、突出部31・・・におけるロータ2とステータ
3との間のギャップ寸法は磁極19におけるギャップ寸
法の二倍以上となる。
Further, the rotor 2 in the protruding portions 31 ...
Is smaller than the diameter of the rotor 2 at the magnetic pole 19, and the radius is reduced by T as shown in FIG. As a result, the gap size between the rotor 2 and the stator 3 in the protruding portions 31 ... Is twice or more the gap size in the magnetic pole 19.
【0041】このように構成したことで、突出部31・
・・におけるステータ3間のギャップによりステータ3
からの磁束が通り難くなるので、ステータ3からの磁束
の回り込みによる悪影響を解消、若しくは、抑制するこ
とが可能となる。その一方で、突出部31・・・の存在
により従来の如く切欠を形成する場合に比してロータ2
のイナーシャの増大を図ることが可能となる。
With this structure, the protrusion 31
.. due to the gap between the stators 3 at
Since it becomes difficult for the magnetic flux from the magnetic flux to pass through, it is possible to eliminate or suppress the adverse effect due to the wraparound of the magnetic flux from the stator 3. On the other hand, as compared with the conventional case where the notch is formed due to the presence of the protrusions 31, ...
It is possible to increase the inertia of the.
【0042】これにより、前述同様トルク変動の大きい
コンプレッサの圧縮部を駆動するに際しても回転の円滑
化を図り、振動・騒音の減少を実現することができるよ
うになる。また、永久磁石12の外周部のブリッジが無
くなるので(図6で寸法Tを示した部分)、ロータ2の
磁極間の磁気短絡を防止、若しくは、抑制できる。従っ
て、モータ1の特性低下を防止することができるように
なると共に、異常なロータ起磁力分布も防止できるの
で、同様にロータ位置検出信号も安定して得られるよう
になる。
As a result, similar to the above, when driving the compressor of the compressor with large torque fluctuations, smooth rotation can be achieved and vibration and noise can be reduced. Moreover, since the bridge on the outer peripheral portion of the permanent magnet 12 is eliminated (the portion indicated by the dimension T in FIG. 6), magnetic short circuit between the magnetic poles of the rotor 2 can be prevented or suppressed. Therefore, it is possible to prevent the characteristics of the motor 1 from being deteriorated, and it is also possible to prevent an abnormal rotor magnetomotive force distribution, so that similarly, the rotor position detection signal can be stably obtained.
【0043】[0043]
【発明の効果】以上詳述した如く請求項1の発明によれ
ば、コイルが集中巻方式にて巻装されるステータと、こ
のステータ内で回転する磁石内蔵のロータとから成る集
中巻式DCモータにおいて、ロータの磁極間におけるコ
ア部に磁束遮蔽孔を形成すると共に、当該磁束遮蔽孔と
ロータ外周間のコア部厚みの最大値を、ロータ径の3%
以上としたので、磁束遮蔽孔でステータからの磁束の回
り込みによる悪影響を解消、若しくは、抑制しながら、
従来の如く切欠を形成する場合に比してロータイナーシ
ャの増大を図ることが可能となる。
As described in detail above, according to the first aspect of the invention, the concentrated winding DC is composed of a stator in which a coil is wound in a concentrated winding system, and a rotor with a built-in magnet rotating in the stator. In the motor, a magnetic flux shielding hole is formed in the core portion between the magnetic poles of the rotor, and the maximum value of the core portion thickness between the magnetic flux shielding hole and the outer circumference of the rotor is 3% of the rotor diameter.
As described above, while eliminating or suppressing the adverse effect due to the wraparound of the magnetic flux from the stator in the magnetic flux shielding hole,
It is possible to increase the rotor inertia as compared with the conventional case where the notch is formed.
【0044】これにより、トルク変動の大きい負荷に対
しても回転の円滑化を図り、振動・騒音の減少を実現す
ることができるようになるものである。
As a result, the rotation can be smoothed even with a load having a large torque fluctuation, and the vibration and noise can be reduced.
【0045】請求項2の発明によれば、上記に加えて磁
束遮蔽孔とロータ外周間のコア部厚みの最小値を、0.
35mm以下としたので、ロータの磁極間の磁気短絡を
極力低減することができるようになる。これにより、モ
ータの特性低下を防止することができるようになると共
に、異常なロータ起磁力分布も防止できるので、ロータ
位置検出信号も安定して得られるようになるものであ
る。
According to the invention of claim 2, in addition to the above, the minimum value of the thickness of the core portion between the magnetic flux shielding hole and the outer circumference of the rotor is 0.
Since the length is 35 mm or less, the magnetic short circuit between the magnetic poles of the rotor can be reduced as much as possible. As a result, it is possible to prevent deterioration of the characteristics of the motor and also prevent abnormal rotor magnetomotive force distribution, so that the rotor position detection signal can also be stably obtained.
【0046】請求項3の発明によれば、上記各発明に加
えて磁束遮蔽孔とロータ外周間のコア部に、当該ロータ
の半径方向に延在する磁気短絡防止溝を形成したので、
この磁気短絡防止溝によりステータの磁束の磁気短絡に
よるモータ特定の低下も防止することができるようにな
るものである。
According to the invention of claim 3, in addition to the above-mentioned inventions, the magnetic short circuit preventing groove extending in the radial direction of the rotor is formed in the core portion between the magnetic flux shielding hole and the rotor outer periphery.
The magnetic short-circuit preventing groove can prevent the magnetic flux of the stator from being magnetically short-circuited even when the motor is lowered.
【0047】また、請求項4の発明によれば、コイルが
集中巻方式にて巻装されるステータと、このステータ内
で回転する磁石内蔵のロータとから成る集中巻式DCモ
ータにおいて、ロータの磁極間におけるコア部に外周側
へ突出した突出部を形成すると共に、当該突出部におけ
るロータ径を磁極におけるロータ径よりも小さくして、
突出部におけるステータ間のギャップ寸法を磁極におけ
るギャップ寸法の二倍以上としたので、突出部における
ステータ間のギャップによりステータからの磁束が通り
難くして回り込みによる悪影響を解消、若しくは、抑制
しながら、突出部の存在により従来の如く切欠を形成す
る場合に比してロータイナーシャの増大を図ることが可
能となる。
Further, according to the invention of claim 4, in the concentrated winding type DC motor comprising the stator in which the coil is wound by the concentrated winding method and the rotor having the built-in magnet rotating in the stator, A protrusion protruding outward is formed in the core between the magnetic poles, and the rotor diameter of the protrusion is smaller than the rotor diameter of the magnetic poles.
Since the gap size between the stators in the protrusions is twice or more the gap size in the magnetic poles, the gap between the stators in the protrusions makes it difficult for the magnetic flux from the stator to pass through and eliminates or suppresses the adverse effects of wraparound, Due to the presence of the protruding portion, it is possible to increase the rotor inertia as compared with the case where the notch is formed as in the conventional case.
【0048】これにより、前述同様トルク変動の大きい
負荷に対しても回転の円滑化を図り、振動・騒音の減少
を実現することができるようになる。また、磁石の外周
部のブリッジを無くしてロータ磁極間の磁気短絡を防
止、若しくは、抑制できるので、モータの特性低下を防
止することができるようになると共に、異常なロータ起
磁力分布も防止できるので、ロータ位置検出信号も安定
して得られるようになるものである。
As a result, it becomes possible to smooth the rotation and reduce the vibration and noise even for a load having large torque fluctuations as described above. Further, since the magnetic short circuit between the rotor magnetic poles can be prevented or suppressed by eliminating the bridge on the outer peripheral portion of the magnet, it is possible to prevent the deterioration of the motor characteristics and also prevent the abnormal rotor magnetomotive force distribution. Therefore, the rotor position detection signal can be stably obtained.
【0049】請求項5の発明では、上記各発明に加えて
ロータの回転方向に位置する部分の磁極外周部にカット
部を形成したので、高回転時における鉄損を低減して効
率の改善を図ることができるようになるものである。
According to the invention of claim 5, in addition to the above-mentioned inventions, since the cut portion is formed on the magnetic pole outer peripheral portion of the portion located in the rotational direction of the rotor, the iron loss at high rotation is reduced and the efficiency is improved. It will be possible to plan.
【0050】請求項6の発明では、上記各発明に加えて
ロータの磁極角度を55度以上70度以下としたので、
磁石の磁束を有効に利用してトルクの向上とトルク変動
の改善を図ることができるようになるものである。
According to the invention of claim 6, in addition to the above inventions, the magnetic pole angle of the rotor is 55 degrees or more and 70 degrees or less.
The magnetic flux of the magnet can be effectively used to improve the torque and the torque fluctuation.
【0051】請求項7の発明では、上記各発明に加えて
ステータの歯部部分を除く開口部までの内径側歯部にカ
ット部を形成したので、高周波成分を少なくしてトルク
波形を滑らかとし、トルクの変動を低減させてモータ回
転時の振動を低減することができるようになるものであ
る。
According to the invention of claim 7, in addition to the above-mentioned inventions, since the cut portion is formed in the inner diameter side tooth portion up to the opening except the tooth portion of the stator, the high frequency component is reduced and the torque waveform is smoothed. Thus, it is possible to reduce the fluctuation of the torque and reduce the vibration when the motor rotates.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明の実施例の集中巻式ブラシレスDCモー
タの平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a concentrated winding brushless DC motor according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1のモータのA−O−A線断面図である。2 is a cross-sectional view of the motor of FIG. 1 taken along the line AOA.
【図3】図1のモータのロータの平面図である。FIG. 3 is a plan view of a rotor of the motor shown in FIG.
【図4】図1のモータのロータの他の実施例の平面図で
ある。
FIG. 4 is a plan view of another embodiment of the rotor of the motor shown in FIG.
【図5】図1のモータのロータのもう一つの他の実施例
の平面図である。
5 is a plan view of another embodiment of the rotor of the motor shown in FIG.
【図6】もう一つの本発明のモータのロータの平面図で
ある。
FIG. 6 is a plan view of the rotor of another motor of the present invention.
【図7】従来のモータのロータの平面図である。FIG. 7 is a plan view of a rotor of a conventional motor.
【図8】もう一つの従来のモータのロータの平面図であ
る。
FIG. 8 is a plan view of a rotor of another conventional motor.
【図9】更にもう一つの従来のモータのロータの平面図
である。
FIG. 9 is a plan view of a rotor of another conventional motor.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1 モータ 2 ロータ 3 ステータ 4 コア部 6 歯部 7 歯部先端部 9 コア部 11 スロット 12 永久磁石 19 磁極 21 磁束遮蔽孔 26 カット部 27 磁気短絡防止溝 31 突出部 P1、P2 カット部 1 motor 2 rotor 3 stator 4 core part 6 teeth 7 Tooth tip 9 Core part 11 slots 12 permanent magnet 19 magnetic poles 21 Magnetic flux shielding hole 26 Cut section 27 Magnetic short circuit prevention groove 31 Projection P1, P2 cut part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 簗島 俊人 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 五十嵐 恵司郎 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5H002 AA01 AA09 AB01 AB08 AE07 AE08 5H019 AA02 AA06 CC03 CC06 CC08 DD01 EE01 5H621 AA02 AA04 GA01 GA04 GA11 HH01 JK10 PP10 5H622 AA02 AA03 CA02 CA05 CA10 CA13 CB03 CB06 PP07 PP11   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Toshito Yakushima             2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture             Within Yo Denki Co., Ltd. (72) Inventor Keijiro Igarashi             2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture             Within Yo Denki Co., Ltd. F term (reference) 5H002 AA01 AA09 AB01 AB08 AE07                       AE08                 5H019 AA02 AA06 CC03 CC06 CC08                       DD01 EE01                 5H621 AA02 AA04 GA01 GA04 GA11                       HH01 JK10 PP10                 5H622 AA02 AA03 CA02 CA05 CA10                       CA13 CB03 CB06 PP07 PP11

Claims (7)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 コイルが集中巻方式にて巻装されるステ
    ータと、該ステータ内で回転する磁石内蔵のロータとか
    ら成る集中巻式DCモータにおいて、 前記ロータの磁極間におけるコア部に磁束遮蔽孔を形成
    すると共に、当該磁束遮蔽孔とロータ外周間のコア部厚
    みの最大値を、ロータ径の3%以上としたことを特徴と
    する集中巻式DCモータ。
    1. A concentrated winding type DC motor comprising a stator having a coil wound in a concentrated winding system and a rotor with a built-in magnet rotating in the stator, wherein a magnetic flux is shielded in a core portion between magnetic poles of the rotor. A concentrated winding type DC motor characterized in that a hole is formed and a maximum value of a core portion thickness between the magnetic flux shielding hole and the outer circumference of the rotor is set to 3% or more of a rotor diameter.
  2. 【請求項2】 前記磁束遮蔽孔とロータ外周間のコア部
    厚みの最小値を、0.35mm以下としたことを特徴と
    する請求項1の集中巻式DCモータ。
    2. The concentrated winding DC motor according to claim 1, wherein the minimum value of the core thickness between the magnetic flux shielding hole and the outer circumference of the rotor is 0.35 mm or less.
  3. 【請求項3】 前記磁束遮蔽孔とロータ外周間のコア部
    に、当該ロータの半径方向に延在する磁気短絡防止溝を
    形成したことを特徴とする請求項1又は請求項2の集中
    巻式DCモータ。
    3. The concentrated winding type according to claim 1 or 2, wherein a magnetic short circuit preventing groove extending in a radial direction of the rotor is formed in a core portion between the magnetic flux shielding hole and the outer circumference of the rotor. DC motor.
  4. 【請求項4】 コイルが集中巻方式にて巻装されるステ
    ータと、該ステータ内で回転する磁石内蔵のロータとか
    ら成る集中巻式DCモータにおいて、 前記ロータの磁極間におけるコア部に外周側へ突出した
    突出部を形成すると共に、当該突出部におけるロータ径
    を磁極におけるロータ径よりも小さくして、前記突出部
    における前記ステータ間のギャップ寸法を前記磁極にお
    けるギャップ寸法の二倍以上としたことを特徴とする集
    中巻式DCモータ。
    4. A concentrated winding DC motor comprising a stator having a coil wound in a concentrated winding system and a rotor with a built-in magnet rotating in the stator, wherein a core portion between magnetic poles of the rotor has an outer peripheral side. The rotor diameter in the protrusion is smaller than the rotor diameter in the magnetic pole, and the gap size between the stators in the protrusion is at least twice the gap size in the magnetic pole. Concentrated winding DC motor characterized by:
  5. 【請求項5】 前記ロータの回転方向に位置する部分の
    磁極外周部にカット部を形成したことを特徴とする請求
    項1、請求項2、請求項3又は請求項4の集中巻式DC
    モータ。
    5. The concentrated winding DC of claim 1, claim 2, claim 3, or claim 4, wherein a cut portion is formed on a magnetic pole outer peripheral portion of a portion located in the rotation direction of the rotor.
    motor.
  6. 【請求項6】 前記ロータの磁極角度を55度以上70
    度以下としたことを特徴とする請求項1、請求項2、請
    求項3、請求項4又は請求項5の集中巻式DCモータ。
    6. The magnetic pole angle of the rotor is 55 degrees or more and 70 degrees or more.
    The concentrated winding DC motor according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, or claim 5, wherein the DC motor is set to a value not more than 100 degrees.
  7. 【請求項7】 前記ステータの歯部部分を除く開口部ま
    での内径側歯部にカット部を形成したことを特徴とする
    請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5又
    は請求項6の集中巻式DCモータ。
    7. The cut portion is formed in the tooth portion on the inner diameter side up to the opening portion excluding the tooth portion of the stator, as claimed in claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 4. The concentrated winding DC motor according to claim 5 or claim 6.
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